《面向光子格線套用的上行多波長動態調度無源光網路》是依託上海交通大學，由肖石林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向光子格線套用的上行多波長動態調度無源光網路
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖石林
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了充分利用光纖接入區域網路內可獲取的資源，集成大規模虛擬計算平台，滿足光子格線等寬頻套用需求，本項目提出一種新型的上行多波長動態調度無源光網路(UMW-DS-PON)。下行方向採用波分復用虛擬點對點連線，上行方向採用光網路單元(ONU)自激勵多波長動態調度技術，使ONU共享所有上行波長資源，打破現有PON中ONU固定上行波長的限制，從而大大擴增ONU可用頻寬，且提高了波長利用率、降低了網路建設和升級成本。針對光子格線套用，研究新的集成任務調度和頻寬/波長資源動態分配算法(ITSDBA)，實現ONU上行頻寬和傳輸任務的合理調度，縮短格線套用的整體完成時間，使資源效率和網路成本都達到最最佳化。本項目將在現有研究基礎上，探索和驗證UMW-DS-PON關鍵技術，發展一種性能優越並易於實現平滑升級的低成本PON解決方案，滿足格線套用及其它頻寬密集型業務的需求，推動新型光接入網技術的研發和套用。
結題摘要
為充分利用光纖接入區域網路內可獲取的資源，集成大規模虛擬計算平台，滿足光子格線等寬頻套用需求，本項目提出了一種新穎的上行多波長動態調度無源光網路(UMWS-PON)方案。UMWS-PON系統與現有PON系統兼容、頻寬能夠平滑升級，實現了上行多波長共享和靈活調度，大大提升了上行傳輸能力，具有較高的性價比。本項目提出將光接入網與格線套用相結合，實現了大數據量檔案的資源調度算法。研究工作主要涉及以下幾方面：（1）創新性地設計了三種光網路單元ONU結構，即基於F-P雷射器自激勵方案的上行發射器結構。實驗研究了可調自激勵FP-LD模組的輸出及傳輸性能，包括單模激勵的邊模抑制比、波長和功率穩定性、可調諧範圍和1.25Gbit/s上行數據的誤碼率傳輸性能等。（2）基於經典的動態頻寬分配算法IPACT，針對光子格線套用的上行高頻寬要求，將該算法中上行傳輸的單波長通道擴展成多波長通道，提出了一種新型的時隙、波長雙資源動態調度分配算法（WDM-IPACT）。仿真研究了上行波長共享的性能增益及波長通道切換延遲對網路性能的影響，如對數據包延遲、丟包率、ONU快取大小和波長資源利用率的影響。仿真實驗結果表明，在ONU業務負載的異構性較大或通道切換時間較小的情況下，提出的UMWS-PON的性能優勢變得更加明顯。（3）將光接入網UMWS-PON與格線套用相結合，實現了大數據量檔案的資源調度算法：分析及建模大檔案匯聚的數學問題，提出“最大檔案優先和首次合適優先機制”算法，有效地提升PON系統的吞吐率和最小化檔案匯聚的完成時間。（4）確定了搭建上行多波長動態調度無源光網路UMWS-PON演示系統的實現方案：在商用EPON系統設備和器件的基礎上，研製了一種新型的ONU，即在每一個原始ONU設備前外加一塊光路板，使其升級為一個上行多波長動態調度光網路單元UMWS-ONU。構建了具有1個OLT節點和4個新型的UMWS-ONU模組的UMWS-PON原理實驗系統。（5）研究演示了UMWS-ONU的輸出和傳輸性能，如輸出光譜和反饋光譜特性、自激勵單縱模邊模抑制比和功率特性、UMWS-ONU的可調範圍及傳輸特性等；（6）使用支持區域網路及外網通信的多媒體軟體，演示了在兩個ONU之間，ONU與OLT之間的視頻、語音及檔案的傳輸。UMWS-PON平台的成功演示，證明了該網路結構的可行性，對套用於實際通信系統具有重要的指導借鑑作用。
